稀土对H13钢中夹杂物的影响

通过对不同Ce含量的H13钢锻材中夹杂物的解剖,研究了Ce与H13钢中夹杂物的相互作用关系,并结合SEM+EDS和Factsage热力学软件对于Ce的改质过程和改质机理进行了研究和理论计算。结果表明,未加入稀土时,H13钢锻材中夹杂物以Mg Al2O4和Mg Al2O4外包覆富Ti相最外层包覆富Nb相的三层复合结构为主;当锻材中稀土含量为0.004%时,锻材中夹杂物的类型主要以Mg-Al-O与Ce Al O3的混合共生相和共生相外面包覆富Ti相的双层复合结构为主;当锻材中稀土含量为0.034%时,锻材中夹杂物的类型变为Ce2O3、Ce2O2S和富Ti相富Nb相的混合共生相。Ce先将Mg Al2O4改质为Ce Al O3,然后改质为Ce2O3或Ce2O2S。Mg Al2O4和Ce Al O3都能作为富Ti相的异质形核核心,Ce2O3和Ce2O2S对于富Ti相的异质形核具有很好的抑制效果。Ce可以与痕量元素As进行有效的结合,夹杂物存在形式有两种:一种为RE-As-O/S夹杂物;另一种为Ce-As夹杂物在Ce-O或Ce-O-S外表面包裹析出。Factsage对于Ce改质Mg-Al-O系夹杂物的理论计算结果与实验观察结果基本一致。     

钒和钼对微合金化贝氏体钢第二相析出的影响

利用热模拟试验机Gleeble - 3800,热模拟试验研究了V、Mo、V+Mo等元素、加热温度、保温时间对微合金化贝氏体钢中第二相析出的影响.结果表明,Nb、V、Ti、Mo的复合加入有利于第二相的析出,加热温度和保温时间对析出量的影响较小.     

回火温度对Mo-V-Ti钢组织与性能的影响

为了研究回火温度、析出相对含Mo-V-Ti钢组织与性能的影响,试验采用550 mm轧机对含Mo-V-Ti钢轧制后进行完全淬火,然后在630~710℃不同的温度下进行回火。结果表明,高温回火后,钢的组织由回火索氏体和少量贝氏体组成,组织中发生回复和再结晶,钢的强韧性匹配发生变化。在670℃以下回火时产生的析出相主要为Ti、V和Mo复合的碳氮化合物和V、Mo复合的碳氮化合物,随着回火温度的提高,产生了新的析出相Fe、Mn和Mo及V合金渗碳体,析出相对钢的强韧性有重要影响。     

稀土铈对钢中含钛夹杂物析出行为的研究

应用热力学计算软件Factsage7.0在800～1 600℃温度范围内计算了含钛夹杂物、稀土对含钛夹杂物的析出情况,并采用扫描电镜及其能谱观察和分析了不添加稀土、添加稀土的钢中含钛夹杂物尺寸、形貌变化。热力学计算与扫描电镜结果表明:添加稀土元素Ce后可以减少钢中有害元素O、S含量,钢中Ti_4C_2S_2、Ti_3O_5析出量减少,有效Ti含量增加,细小弥散的Ti(C,N)析出量增多,稀土Ce能够有效的变质钢中大尺寸,具有坚硬性棱角的TiC-AlO_3复合夹杂,将其转变为尺寸相对较小,形状为椭圆形TiC-CeAlO_3夹杂,在一定程度上减少了因其形状对钢产生的有害作用,通过对夹杂物分析比较可得,钢中添加适量稀土可以提高钢的性能。     

铈在重轨钢中行为特性的热力学模型分析

以重轨钢为研究对象,建立可以定量描述稀土在重轨钢中行为特性的热力学模型,并通过实验验证了模型的精确度.利用该热力学模型,研究分析了在不同氧、硫的质量分数条件下,铈加入量对重轨钢液及其凝固过程中铈的赋存状态以及夹杂物组成的影响作用规律,得到以下结论:当钢中氧、硫的质量分数较低时,随着铈加入量的增加,Ce2O2S的析出量略有减少;当钢中氧、硫的质量分数较高时,随着铈加入量的增加,Ce2O2S的析出量有所增加;铈加入量的增加以及温度的下降均有利于Ces的析出;当钢中氧、硫的质量分数较低时,在凝固过程中钢中析出CeN和固溶铈;随着铈加入量的增加,CeN的析出温度和析出量均有所增加,当CeN的析出达到平衡时,固溶铈大量析出.     

IF钢的显微组织及析出物分析

对莱钢生产的IF钢进行了力学性能测试和微观组织观察。实验结果表明,IF热轧退火板中呈矩形或者正方形的大型析出物为Ti N,以及以三角形、椭圆、多边形或者圆形存在的细小Ti S、Ti4C2S2和Ti(CN)、Ti C析出物。Ti S、Ti4C2S2、Ti C多在晶内析出,晶界上析出的较少,而Ti N以晶界析出为主。     

微合金成分对低碳贝氏体钢强度的影响

采用不同V、Cr含量,结合Nb、Ti、Mo等微合金化的成分设计,控轧控冷、离线回火工艺生产了30 mm厚度规格的低碳贝氏体钢板,钢板的组织为粒状贝氏体、少量针状铁素体以及少量多边形铁素体,钢板的力学性能满足交货需要.使用透射电镜结合能谱仪分析了钢板的析出相情况,结果表明钢板的析出相主要是Nb、Ti的碳氮化物,析出相含有微乎其微的V,而没有Cr;Nb、Ti通过析出对钢板起到析出强化作用,V、Cr在钢中起固溶强化作用,对强度贡献较小.     

氮含量对稀土钢中夹杂析出热力学的探究

为了探究N含稀土Q345钢中杂质析出的影响,利用热力学软件Fact-Sage对Ti、Ce、N不同含量的Q345钢成分进行计算分析,计算得出不同N含量对各种夹杂析出量的影响。得到随着Ce或Ti含量的增加,含Ce硫化物的转变顺序为Ce₂S₃→Ce₃S₄→CeS。特别是含Ti第二相、铈化合物的析出温度曲线与固溶温度曲线部分的研究,N含量(质量分数)的增加促进了TiN的析出,N含量增加0.01%时,TiN的析出量增加了341.93%,同时也促进了Ce₂O₂S和Ce₂S₃的析出,抑制了TiC、C₂S₂Ti₄的析出,N的百分质量增加0.01%时,TiC的析出量较少了42.73%。N含量的增加使得TiN、TiC在液相凝固时析出的温度提前了3.5℃,且钢液的完全凝固温度降低了3.7℃。     

La对微合金高强钢组织及析出相的影响

借助场发射扫描电镜、X-射线衍射仪及电感耦合等离子发射光谱仪等检测手段,研究了La对微合金高强钢组织和析出相的影响。结果表明,实验钢显微组织均为粒状贝氏体、准多边形铁素体、少量板条贝氏体及残余奥氏体,析出相主要为Ti N、Ti C、Nb C、Nb Ti C2、Ti VC2。随La含量的增加,准多边形铁素体相比例降低,尺寸减小,贝氏体相增多且晶粒变小,残留奥氏体和细小析出相增多。     

热轧态与回火态 AH80 DB 低碳贝氏体钢组织与冲击韧性

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对热轧态和回火态AH80DB低碳贝氏体钢的显微组织、马氏体/奥氏体（M/A）岛、第二相的析出行为以及晶界取向差、有效晶粒尺寸进行研究,揭示回火后低碳贝氏体钢冲击韧性得到改善的原因.结果表明:两种试样的组织均由板条状贝氏体、粒状贝氏体和针状铁素体组成,其中回火态试样中针状铁素体组织较多.热轧态钢中存在较大尺寸M/A岛且呈方向性分布,大角度晶界比例占17.33%,有效晶粒尺寸为3.57μm;而回火态钢中M/A岛的尺寸较小,大角度晶界比例增加3.43%,有效晶粒尺寸减小0.56μm.热轧态钢中析出相主要是（Nb,Ti）C,尺寸在50~150 nm之间,回火态试样中析出较多细小的球状（Nb,Ti）C析出相,尺寸在10 nm左右.      

铝对稀土耐热钢中非金属夹杂物的影响

稀土能够显著提升钢材的性能,是高品质钢中常见的合金元素之一.然而,由于稀土与O、S等杂质元素之间存在极强的亲和力,加入钢中后形成的高熔点、大尺寸夹杂物对浇铸工艺的顺行及产品质量均有严重危害.为了探讨不同铝含量对稀土耐热钢中非金属夹杂物类型及尺寸分布的影响,在利用优化的热力学模型进行模拟计算的基础上,设计并开展了高温试验...     

非均质形核细化16Mn钢凝固组织

通过感应炉对比实验,考察了基于不同非均质形核理论计算所得的三类有效形核质点Ce₂O₃、ZrO₂和MgO对细化16Mn钢凝固组织的影响.结果表明:只符合点阵错配度理论判据的MgO形核质点将铸锭等轴晶率从32%提高至37%;只符合静电作用理论判据的ZrO₂形核质点将等轴晶率提高至40%;同时满足点阵错配度理论和静电作用理论判据的Ce₂O₃非均质形核质点将等轴晶率提高至44%.在上述三个非均相成核的粒子中,Ce₂O₃能最大程度细化16Mn钢凝固组织.钢中形成以上三类形核核心后,钢的原始奥氏体晶粒尺寸以及显微组织均得到不同程度细化.      

稀土元素铈对钢中非金属夹杂物改性和腐蚀影响的第一性原理研究

通过原位腐蚀观察和基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,从微观角度研究了稀土元素铈（Ce）对J5不锈钢中夹杂物的改性和夹杂物诱导腐蚀的机理。采用扫描电子显微镜与能谱分析了稀土元素Ce改性夹杂物的过程中夹杂物成分和类型的变化,观察到的代表夹杂物为CeAlO₃?Ce₂O₂S、Ce₂O₃?Ce₂O₂S、MnS等。根据形成能计算,经稀土元素Ce处理后,生成了稳定的Ce₂O₃、Ce₂O₂S、CeAlO₃夹杂物。通过表面能判断了晶面的稳定性,Fe(100)-2面的表面能经收敛测得为2.4374 J·m?2,该晶面的功函数为4.7352 eV。通过对比夹杂物与钢基体的功函数与计算电势差,分析了不同含Ce夹杂物诱导点蚀的趋势,探讨了不同原子位置、原子数量和不同slab模型对功函数的影响。研究表明,与Fe (100)-2面的电子功函数相比,MnS以及改性后3种夹杂物CeS、Ce₂O₃和Ce₂O₂S电势差大多小于0,CeAlO₃的电势差在0 eV左右。夹杂物不同晶面对功函数影响很大,O、S等非金属原子数量多的晶面功函数平均值较高,添加稀土元素Ce可以有效降低晶面功函数。5种夹杂物和钢基体的平均功函数大小顺序为CeAlO₃>Fe>MnS>CeS>Ce₂O₂S>Ce₂O₃。结合不锈钢中复合夹杂物的实验结果可知,Ce₂O₃诱导点蚀发生的概率最高,CeAlO₃可以有效提高钢的耐腐蚀能。      

热处理工艺对高碳贝氏体钢的组织与性能影响

以轴承用高碳贝氏体钢为研究对象,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪及硬度计等手段研究了不同奥氏体化温度对贝氏体钢组织形成及性能的影响,遴选出最优的奥氏体化工艺,同时对比了不同贝氏体等温转变后有无Ce元素添加的高碳贝氏体钢的力学性能.试验结果表明,950℃奥氏体化温度得到的组织中无明显的大颗粒未溶碳化物,组织尺寸和硬度性能...     

铈对S32550双相不锈钢微观组织及冲击性能的影响

 双相不锈钢兼具奥氏体和铁素体不锈钢的优良性能,多用于船舶、化工、核反应等领域。为了进一步提高S32550双相不锈钢的力学性能和抗腐蚀性能,采用真空感应炉成功冶炼了S32550双相不锈钢,并研究了有无添加稀土铈对其锻造、轧制后的微观组织、夹杂物形貌及冲击性能的影响。结果表明,添加稀土铈可以细化组织晶粒,使形状分布不均匀的铁素体组织与奥氏体组织均匀化;改善夹杂物形貌分布大小,对有害夹杂MnS进行改质,降低硫含量,使多余硫元素与铈反应形成Ce₂O₂S、Ce₂S₂夹杂弥散分布在钢中;另外,添加稀土铈可以提高S32550双相不锈钢在室温和低温(-40、-20 ℃)下的冲击韧性,在低温下可出现韧窝带,降低冷脆效应对钢材的危害。     

稀土铈对内生TiC型超级耐磨钢组织性能的影响

作为耐磨钢研究的新领域,引入高体积分数TiC粒子的超级耐磨钢,虽然能够提升钢的耐磨性,但会降低材料的韧塑性.为了提升超级耐磨钢的综合性能,研究稀土铈对超级耐磨钢组织性能的影响,采用真空感应炉冶炼出不同铈质量分数的试验钢,通过扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、电子探针(EPMA)、硬度测试、低温冲击性能测试...     

铁素体基Ti-Mo高强钢连续冷却相变及组织性能

摘要：为了深入了解铁素体基Ti-Mo高强钢在连续冷却相变过程中组织及硬度的变化及其原因,通过热膨胀法、金相及硬度等实验研究了Ti-Mo微合金钢在连续冷却条件下组织及性能的变化,探讨了冷却速率对组织、硬度及相变行为的影响机理,揭示了（Ti,Mo）C在奥氏体和铁素体中Ti/Mo原子比变化的原因。结果表明,随着冷却速率由0.06℃/s增加至17.9℃/s,组织依次为多边形铁素体+珠光体→多边形铁素体+粒状贝氏体→粒状贝氏体,硬度由144HV逐渐增大至228HV。当冷速由0.14℃/s增大至0.90℃/s时,组织中多边形铁素体比例不断增大,珠光体比例不断降低,硬度的提高主要来自于铁素体晶粒尺寸的细化及纳米级（Ti,Mo）C粒子的增多;当冷速由1.79℃/s增大至17.9℃/s时,组织中多边形铁素体比例不断降低,贝氏体比例不断提高,硬度的提高主要是由于贝氏体组织的细化及其比例的增加。（Ti,Mo）C粒子主要有2类：一类是奥氏体中析出的10～20nm的粒子,Ti原子数分数约为88%,另一类是铁素体中析出的小于10nm的粒子,Ti原子数分数约为68%,EDS测量结果与计算结果大致相当。     

轧制工艺对V-N-Ti钢焊接粗晶热影响区组织和韧性的影响

摘 要: 为了分析大线能量焊接下接头低温韧性的影响因素,研究轧制工艺对V-N-Ti钢粗晶热影响区(CGHAZ)组织和韧性的影响。试验结果表明,当终轧温度从950降低到800 ℃,且t_8/5(从800冷却到500 ℃的时间)为180 s时,CGHAZ中铁素体面积百分数从91.2%降低到53.9%,贝氏体面积百分数从0%增加到31.1%,-20 ℃冲击功从182降低到92 J。上述现象是由于终轧温度影响了母材中尺寸为30~70 nm的富Ti-(Ti,V)(C,N)粒子的成分。与低温终轧相比,高终轧温度条件下母材中富Ti-(Ti,V)(C,N)粒子的V元素含量较高,这使其在焊接加热过程中更易发生溶解,并在焊接冷却过程中以细小富Ti-(Ti,V)(C,N)析出,钉扎奥氏体晶界;焊接冷却过程中,富Ti-(Ti,V)(C,N)可以作为V元素的析出核心促进VN的析出,提高了其铁素体形核能力,改善了CGHAZ组织和韧性。     

谐波减速器柔轮用特殊钢RL40的组织特性

通过光学显微定量分析和热膨胀实验,研究了柔轮用钢RL40(/％:0.40C,0.90Cr,1.85Ni,0.25Mo,0.05Nb,0.016Ti)的微观组织、相变点和奥氏体晶粒粗化规律等材料基本特性.结果表明:轧材组织为贝氏体+马氏体,原始奥氏体晶粒平均尺寸为14.0 μm,晶粒度级别为9.0～9.5,平均标准偏差均...